Главная  Микропроцессорные системы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [ 28 ] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

ных до начала запоминания [13]. Таким образом, состояние шины данных можно считать стабилизированным только начиная с момента U- При очередном тактовом импульсе происходит передача информации, находящейся в шине данных, в буферный регистр данных ЦП. Следующее обращение к памяти, в принципе, может быть осуществлено в момент времени з. Промежуток времени 4-h должен быть достаточным для пересылки данных в буферный регистр и регенерации (восстановления) информации в соответствующей ячейке памяти. Минимальное время между двумя последовательными обращениями к памяти для чтения содержимого одной и той же ячейки называется циклом обращения к памяти при чтении. На временной диаграмме рис. 3.13 этот цикл занимает интервал ti-t. В момент времени происходит переключение состояния адресной шины, шины данных и одного из управляющих сигналов. Теперь на управляющей линии . «Чтение/Запись» появляется низкий потенциал, предписывающий осуществить запись информации, находящейся в шине данных по новому адресу, определяемому новым состоянием шины адреса. С момента U происходит изменение состояний адресной шины и шины данных, в результате чего до момента ti запись не мржет быть произведена. После того как состояние всех шин стабилизируется, очередной тактовый импульс инициирует выполнение операции записи.

Минимальное время между двумя последовательными обращениями к памяти для записи информации в одну и ту же ячейку называется циклом обращения к памяти при записи. Он складывается в общем случае из времени поиска ячейки по ее адресу, времени установки запоминающих элементов в исходное состояние при записи и самого времени записи информации. На рис. 3.13 этот цикл занимает временной промежуток U-h.

Для конкретных МП временная диаграмма обмена оказывается значительно сложнее рассмотренной из-за различия в управляющих сигналах и необходимости учета неизбежных внутренних временных задержек. Более того, управляющие сигналы МП могут оказаться не вполне совместимыми с Сигналами, требуемыми для работы ЗУ. В этом случае оказывается необходимой разработка внешней управляющей логической схемы,



преобразующей сигналы, генерируемые МП, в управляющие сигналы, совместимые со схемой ЗУ.

Обычно в технических описаниях МП приводятся основные временные диаграммы их работы в различных режимах.

3.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ МИКРО-ЭВМ

Запоминающие устройства современных микро-ЭВМ строятся на основе использования полупроводниковой памяти. Полупроводниковая память представляет собой клеточную матрицу полупроводниковых запоминающих элементов, или ячеек, которые могут сохранять двоичную информацию.

Полупроводниковые ЗУ классифицируются в соответствии со спецификой их применения, технологией изготовления, быстродействием, внутренней организацией и особенностями конструктивного оформления.

В микро-ЭВМ применяются три основных класса полупроводниковых ЗУ:

ОЗУ с произвольной выборкой, в которых основным режимом работы является режим «Запись/Считывание». ОЗУ используются для хранения данных и результатов промежуточных вычислений;

ПЗУ, в которых основным режимом работы является считывание, а запись производится только один раз в п])оцессе изготовления. В ПЗУ запоминается неизменная информация - программы, подпрограммы, таблицы и константы. Частным случаем этого класса является ПЗУ, программируемые пользователем;

. ППЗУ, в которых информация может быть перезаписана несколько раз в процессе эксплуатации кристалла. Использование перепрограммируемых ПЗУ особенно удобно и эффективно в процессе отладки программного обеспечения, а также в условиях нормальной эксплуатации системы, когда возникает необходимость модификации программы или функций самой системы.

Основные характеристики полупроводниковых ЗУ, такие как быстродействие, степень интеграции и способ организации (динамические или статические ЗУ) в значительной степени определяются их схемотехнологиче-скими особенностями.

Динамическая память - ЗУ, в котором метод хранения данных допускает их передвижение или изменение 88



в процессе хранения, в результате чего считывание не всегда возможно в произвольный момент времени. Примером динамической памяти являются МДП - ячейки с запоминанием информации на конденсаторах, требующих время от времени восстановления заряда, линий задержки или сдвигающие регистры с рециркуляцией fl4].

Статическая полупроводниковая память -ЗУ, ячейки которых выполнены на основе триггерных схем.

Исторически первыми в начале 70-х годов появились ЗУ объемом в 1024 ячейки, выполненные по р-каналь-ной МДП-технологии (рМДП), и биполярные матрицы емкостью всего в 64-256 ячеек [12, 15]. В настоящее время благодаря значительным успехам, достигнутым в технологии производства интегральных схем вообще и полупроводниковйх ЗУ в частности, выпускаются динамические и статические ЗУ на п-канальных МДП-струк-турах (пМДП), статические ЗУ, выполненные по КМДП-технологии, биполярные транзисторные ЗУ с диодами Шоттки (ТТЛШ) и некоторые другие [16].

Основные характеристики ЗУ различных классов, разработанных и выпускаемых в настоящее время за рубежом, приведены в табл. 3.1.

Приведенные данные показывают, что в настоящее время имеется возможность использования в микро-ЭВМ довольно больших объемов памяти. Кроме того, из таблицы видно, что у динамических ОЗУ время доступа к памяти существенно меньше цикла обращения, для завершения которого требуется регенерация хранящейся в ячейках информации. Так как для статических ОЗУ регенерация не требуется, то время доступа к памяти практически совпадает с циклом обращения. В целом же быстродействие динамических схем оказывается несколько большим, чем у статических, а потребляемая мощность в режиме хранения - меньшей. Кроме того, в динамических ОЗУ удается достичь большей степени интеграции, чем в статических. Однако для реализации цикла регенерации часто требуются дополнительные аппаратные средства, что делает динамическую память эффективной лишь для ОЗУ относительно большого объема (больше 4096 ячеек).

Наибольшим быстродействием обладают статические ЗУ, выполненные по биполярной технологии, однако такие ЗУ имеют и наибольшую потребляемую мощность.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [ 28 ] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

0.0009